5、“薛定谔猫”首次实现同处两地 爱因斯坦和玻尔说得好,量子力学就是“上帝跟宇宙玩掷骰子”。 它已经带来太多违反常识的结论——相隔千里的粒子可以瞬间联系(量子纠缠);不确定的光子可以同时去向两个方向(海森堡测不准原理);更别提那只世界上最难缠的猫,居然说它既死了又活着(薛定谔的猫)…… 但科学家不得不和量子力学打交道,一部分原因是他们太想实现量子计算机了。而迄今不能达成心愿的首要问题,是无法操纵微观量子态。 如此高难度是有原因的,这种量子态形式十分奇异。埃尔温•薛定谔创立的理论或可对其描述一二:将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里,若镭发生衰变,将触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;若镭不发生衰变,猫就存活;而根据量子力学,镭可处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就应处于死猫和活猫的叠加状态。如此荒谬,但建立量子计算机的首要任务就是控制一种既非此态又非彼态的量子态。 今年5月,科学家在实验中制造出一种状态更奇异的“薛定谔猫”,它同时存在于两个箱子之中。 箱子其实是两个微波超导空腔,而“猫”就是空腔内由几十个光子组成的驻波。两个空腔内的光子虽然频率不同,但跨空腔关联,如同一只“猫”同时存在于两个箱子中。科学家们可以测量“猫”的大小,还能使用控制脉冲产生更大的尺寸。 这表明我们已可以操纵复杂的量子态,并在一个大范围内实现量子相干性。即是说,双模式猫态让我们朝着研制实用可靠的量子计算机又迈出了一步。
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